[发明专利]一种热可逆自修复静电耗散聚氨酯膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种热可逆自修复静电耗散聚氨酯膜及其制备方法。将4,4‑二苯基甲烷二异氰酸酯、聚己内酯二醇和N,N‑二甲基甲酰胺混合均匀，反应后冷却至5℃以下，加入2‑呋喃甲胺反应后，升温至95～105℃，再加入带马来酰亚胺基团的超支化聚硅氧烷和官能化的碳纳米管，混合均匀，将得到的溶液在温度为50～55℃的条件下反应，制得预成品，倒入模具烘干，得到一种热可逆自修复静电耗散聚氨酯膜。本发明利用Diels‑Alder（DA）反应实现静电耗散聚氨酯膜的热可逆自修复，它具有优异的热稳定性和静电耗散能力，原材料来源广，制备方法具有工艺简单、实用性强，适用性广等特点。

技术领域

本发明涉及一种静电耗散聚合物基复合材料及其制备方法，特别涉及一种热可逆自修复静电耗散聚氨酯膜及其制备方法。

背景技术

静电击穿是由于静电的积累而导致放电的现象。在电子器件方面，静电积累以及静电击穿效应会损坏仪器，造成不可逆的损伤；在航空航天方面，静电积累以及静电击穿效应会导致航空仪器的损坏，造成重大事故；在煤矿行业方面，静电积累以及静电击穿效应会导致爆炸、火灾等事故。静电积累及静电击穿已经成为事关人们安全生产与生活的重要因素之一。因此，能有效防止静电积累及静电击穿现象发生的静电耗散涂料的研发，已成为一个重要的研究课题。

严格来说，导静电耗散材料是导静电材料中的一类，前者更强调导静电的同时不会对材料造成损害。然而，现实中导静电耗散材料常常也被简称为导静电材料。

导静电涂料是传导电流和排除积累静电荷能力的特种涂料，可涂覆于任何形状基材的表面或内部，主要分为本征型和添加型两类。本征型导静电涂料是以导电高聚物为基本成膜物质，以高聚物自身的导电功能使涂层导电。导电聚合物分子本身提供导电载流子，包括聚电解质、共轭聚合物及聚合盐等。但是这种方法制备导静电耗散材料存在低导静电性能、加工合成困难等缺点。添加型导电涂料是以绝缘高聚物为基础，添加导电填料（主要有金属填料、金属氧化物填料、碳系填料等）使涂层导电。与本征型相比，添加型具有高导静电性能、易加工、可设计强、原材料来源丰富等优点，因此，成为了制备导电涂料的常用方法。

聚氨酯是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称，它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯由于具有很好的耐酸碱性、无毒无污染及优良的性能可调性等优点而在众多领域得到了广泛应用，特别是，作为涂层应用于电子仪器、石油化工、航天航空等领域。

在实际应用中，涂层直接与外界接触，不可避免因为外力或者内应力作用产生划痕等损伤。为了确保设备仪器的安全使用，研发采用具有自修复特性的静电耗散涂层无疑具有巨大的应用价值。常见的自修复方法有微胶囊法、空心纤维法、微脉管等。这些方法存在的问题是修复次数少，一旦固化剂用完，材料就将不再具有自修复能力，因此实现“可逆”的自修复是当今材料研究的热点。